Zonnepanelen: classificatie + overzicht van huishoudelijke panelen

Meer recent leken autonome energiesystemen voor woningen fantastisch. Vandaag komen ze vol vertrouwen ons leven binnen. Leunende Europeanen gebruiken al lang de zogenaamde zonnepanelen om hun huizen van elektriciteit te voorzien. In Rusland winnen dergelijke systemen nog steeds aan populariteit. Dit komt door de relatief hoge kosten van apparatuur. De technologie van de productie wordt echter verbeterd en de prijs van apparaten daalt geleidelijk, waardoor ze toegankelijker worden voor klanten. Welke panelen kiezen voor een privéwoning? Laten we het goed doen.

Het principe van zonnecellen

Apparaten die zonlicht omzetten in elektriciteit werken op een vrij eenvoudig principe. Om het te begrijpen, onthoud gewoon de cursus natuurkunde op school. Vernieuw in het bijzonder de kennis van wat een p-n-kruising is. Hij is het die lichtenergie kan omzetten in elektrische energie. Dit fenomeen illustreert de ervaring met een afgezaagde transistor levendig. Licht valt op de pn-overgang en de daarop aangesloten voltmeter begint onbeduidende waarden van de elektrische stroom op te nemen. Met een toename van het pn-knooppuntgebied zal de hoeveelheid opgewekte elektriciteit toenemen.

Het werkingsprincipe van zonnepanelen is gebaseerd op de omzetting van lichtenergie in elektrische energie. Door het grote oppervlak van de panelen kun je meer energie opwekken.

Alle moderne fotovoltaïsche omvormers werken volgens dit principe. Door het relatief grote oppervlak van de platen met p-n kruispunten kun je voldoende elektriciteit krijgen. Materialen en constructie ondergaan continue verbetering, waardoor de coëfficiënt van foto-elektrische conversie toeneemt, het is ook de efficiëntie van het apparaat. De grootte van de spanning en uitgangsstroom van de zonnebatterij hangt rechtstreeks af van de mate van omgevingslicht van het apparaat.

Soorten foto-elektrische converters

Het aantal variëteiten van moderne zonnepanelen is bijna tien. Elke variatie heeft zijn eigen kenmerken. Ze kunnen allemaal voorwaardelijk worden verdeeld in twee grote groepen: silicium- en polymeerfilm. Laten we ze allemaal nader bekijken.

Silicon zonnepanelen

Apparaten genereren gelijkstroom, die ontstaat als gevolg van zonnestraling die een silicium- of silicium-waterstofplaat binnendringt. De eigenschappen van het materiaal zijn zodanig dat de erop vallende zonnestralen elektronen uit de banen van de atomen verplaatsen. De vrijgekomen elektronen vormen een elektrische stroom.Dergelijke apparaten worden gekenmerkt door maximale efficiëntie, maar zijn vrij moeilijk te vervaardigen, wat ze duur maakt. Er zijn verschillende soorten siliciumbatterijen.

Bekijk # 1 - Monokristallijne converters

Een onderscheidend kenmerk van elementen van dit type is de richting van de fotogevoelige cellen strikt in één richting. Enerzijds is dit erg goed, omdat u hiermee het hoogste van alle vergelijkbare efficiëntiesystemen kunt halen. Voor single-crystal converters bedraagt ​​deze 22%. Voor bediening moet het paneel echter altijd naar de zon worden gedraaid, anders neemt de energie-efficiëntie sterk af.

Diffuus licht bij zonsondergang of zonsopgang, op bewolkte dagen geeft een zeer klein resultaat, waardoor eenkristalconverters een goede keuze zijn voor zuidelijke gebieden met veel zonnige dagen. Uiterlijk kunnen dergelijke systemen gemakkelijk worden onderscheiden door de afgeschuinde hoeken van de panelen, wat te wijten is aan de bijzonderheden van hun fabricage, en de diepzwarte kleur die de cellen in één richting geven.

Monokristallijne modules hebben het hoogste rendement. Ze bestaan ​​uit siliciumkristallen die strikt in één richting zijn gericht.

Bekijk # 2 - Polykristallijne batterijen

Omnidirectionele siliciumkristallen bevinden zich op de platen, wat een lager rendement oplevert in vergelijking met enkele kristallen. Het is ongeveer 18%. Ook het uiterlijk van de panelen is anders. Het zijn borden met de juiste vierkante vorm in donkerblauw. De heterogeniteit van hun structuur en kleur wordt verklaard door het feit dat heterogene siliciumkristallen in hun samenstelling zijn opgenomen en bovendien zijn er enkele onzuiverheden aanwezig.

Polykristallijne zonnecellen worden gekenmerkt door een inhomogene structuur en de aanwezigheid van in verschillende richtingen georiënteerde siliciumkristallen

Voor de vervaardiging van polykristallijne panelen kunnen niet alleen primair silicium worden gebruikt, maar ook bereide secundaire grondstoffen. Dit verklaart de aanwezigheid van een bepaald aantal defecten in de apparatuur. Het grote voordeel van dergelijke platen is hun goede energie-efficiëntie bij diffuus licht, waardoor ze onmisbaar zijn in gebieden waar bewolkt weer niet ongewoon is.

Bekijk # 3 - amorfe siliciumpanelen

Amorfe elementen zijn zeer dunne siliciumlagen, die worden verkregen door het materiaal onder vacuüm te spuiten. De basis is folie gemaakt van hoogwaardig metaal, kunststof of glas. De efficiëntie van dergelijke apparaten is klein en bedraagt ​​slechts 6%. Dit komt door een snellere burn-out van siliciumlagen dan kristallijne wafels onder invloed van zonnestraling. Zoals de praktijk laat zien, wordt de effectiviteit van amorfe panelen na twee maanden gebruik verminderd met ongeveer 20%. Na anderhalf tot twee jaar kan de batterij gewoon uitvallen.

Modules gemaakt van amorf silicium hebben een laag rendement, maar ze werken zeer effectief onder omstandigheden van diffuse lichtstroom

Het gebruik ervan is echter gerechtvaardigd. De lichtgevoelige cellen zijn willekeurig georiënteerd, wat de efficiëntie van de apparaten bij bewolkt weer en bij verstrooid licht aanzienlijk verhoogt. Bovendien is de mate van absorptie van de binnenkomende lichtstroom in amorfe panelen bijna twintig keer hoger dan die van vergelijkbare siliciumconcurrerende apparaten. Niet-afvaltechnologie voor de productie van dergelijke batterijen kan hun kosten aanzienlijk verlagen. Uiterlijk kunnen amorfe platen worden onderscheiden door een donkergrijze kleur.

Bekijk # 4 - Hybride foto-omzetters

Dergelijke panelen combineren microkristallen en amorf silicium. De eigenschappen van hybride lichtstroomomzetters liggen zeer dicht bij de eigenschappen van polykristallijne elementen. Het enige verschil is dat hun prestaties onder omgevingslicht veel hoger zijn. Een ander onderscheidend kenmerk van dergelijke panelen is het vermogen om niet alleen ultraviolette straling, maar ook infraroodstralen om te zetten in elektrische stroom.

Polymeerfilm zonneconverters

Een veelbelovend alternatief voor siliciumbatterijen. Het is een film bestaande uit een polymeer actieve laag, aluminium elektroden, een organisch flexibel substraat en een speciale beschermlaag. Filmfotocellen zijn met elkaar verbonden, wat resulteert in een zonnebatterij op rol. Dergelijke apparaten zijn zeer flexibel, compact en lichtgewicht. Hun kosten zijn iets lager dan die van siliciumanalogen, omdat bij de productie geen duur silicium wordt gebruikt. Bovendien zijn de apparaten milieuvriendelijker, omdat ze minder impact hebben op het milieu.

De efficiëntie van dergelijke apparaten is laag. Het is ongeveer 6,5%. Op industriële schaal werden in Denemarken de eerste polymeerbatterijen geproduceerd. Het productieproces bestaat uit een speciale meerlaagse bedrukking van een zonnecel op een speciale flexibele film. Het kan vervolgens worden gesneden, gedraaid en verwerkt tot zonnepanelen van bijna elke maat. De kosten van filmelementen zijn een orde van grootte lager dan die van silicium. Het is echter nog steeds erg moeilijk om dergelijke panelen te koop te vinden. De productie bevindt zich in een vroeg ontwikkelingsstadium.

Voor de productie van polymere zonnepanelen is geen duur silicium nodig, wat de productiekosten aanzienlijk verlaagt

Wat de markt biedt - overzicht van fabrikanten

Op de Russische markt wordt een groot assortiment aan poly- en eenkristalpanelen gepresenteerd. De meeste zijn gemaakt in China, wat niet verrassend is, aangezien dit land een leider is in de productie en verkoop van verschillende systemen voor het opwekken van zonne-energie. Ook Duitse producten van SCHOTT en Calixo, Japanse van SHARP en producten van Russische bedrijven zijn op de markt vertegenwoordigd. Deze laatste zijn het meest betrokken bij de montage van zonnecellen uit in China gemaakte componenten.

Toch zijn er bedrijven die fotoconverters produceren. De fabriek in Hevel, gevestigd in Novotsjeboksarsk, produceert dunne-film hybride panelen. De Saturn-fabriek in Krasnodar is gespecialiseerd in zonnepanelen die werken op galliumarsenide. Deze laatste zijn vooral bedoeld voor de ruimtevaartindustrie. Huishoudelijke modules worden geproduceerd door twee bedrijven: "Fabriek van metaalkeramische apparaten" in Ryazan en "Telecom-STV" in Zelenograd.

Binnenlandse fabrikanten produceren verschillende soorten siliciumzonnecellen

De Ryazan-fabriek produceert twee hoofdtypen apparaten:

• RZMP-130-T met een vermogensbereik van 105 tot 145 watt.
• RZMP-220-T met een vermogensbereik van 200 tot 240 watt.

Apparaten bestaan ​​uit verschillende in serie geschakelde elementen. Het paneel is bedekt met zeer transparant gehard getextureerd glas en geplaatst in een aluminium profiel. Dit ontwerp geeft de batterij sterkte en beschermt het tegen ongunstige weersomstandigheden. De kosten van dergelijke apparaten zijn vrij hoog. Het model RZMP-130-T, met een vermogen van 120 watt, kost de koper bijvoorbeeld meer dan 16.000 roebel.

Telecom-STV produceert veel meer verschillende modellen zonnepanelen. Onder hen zijn poly- en eenkristalmodules, gespecialiseerde en speciale flexibele batterijen, evenals zeer efficiënte eenkristalpanelen. De uitgangsspanning kan worden aangepast voor zowel hoogspanningssystemen (34-38 V) als laagspanning (17-18,5 V).

Siliciummodules zijn verkrijgbaar in een aluminium frame, bedekt met een speciaal getextureerd glas. De fabrikant geeft vijf jaar garantie op zijn batterijen en certificeert de apparatuur, hoewel dit wettelijk niet nodig is. Zelenograd-panelen zijn lichter en minder algemeen dan Ryazan. Hun kosten zijn bijna anderhalf keer lager, ondanks het feit dat de kwaliteit van zonnepanelen constant hoog is.

Hevel zonnepanelen van amorf silicium kunnen onder verschillende klimatologische omstandigheden werken

Hevel Plant is de enige die modules produceert die gebruik maken van micromorfe technologie.Dit zijn platen gemaakt op basis van amorf silicium met een bepaalde hoeveelheid afgewisselde microkristallen. De panelen werken efficiënt bij omgevingslicht en concurreren vol vertrouwen met poly- en eenkristalbatterijen. Het bedrijf is nog maar net begonnen met de productie, dus het is nog niet mogelijk om het in alle winkels te vinden. De kosten van dergelijke panelen zijn redelijk betaalbaar. Een apparaat met een vermogen van 125 W moet ongeveer 10.000 roebel betalen, wat iets hoger is dan dat van de belangrijkste concurrent van Taiwan Green Energy Technology. Hun producten met vergelijkbare eigenschappen kosten ongeveer 7.000 roebel.

Het assortiment zonnepanelen is zeer breed. En alleen een persoon die een fotoconverter gaat kopen, kan beslissen bij welke optie hij moet stoppen. Tegelijkertijd is het de moeite waard om de mening te overwegen van experts die aanbevelen om polykristallijne modules te kiezen voor het regelen van autonome stroomtoevoer thuis. Het is duidelijk dat eenkristal effectiever is, maar we mogen niet vergeten dat dit een vrij willekeurige indicator is. Het gebruik van zonnepanelen wordt steeds populairder. Ondanks hun hoge kosten, betalen deze apparaten snel hun vruchten af. En het belangrijkste is dat ze u in staat stellen om de benodigde elektriciteit bijna 'uit het niets' te halen.